Flexibler Drucksensor

Hochempfindliches Sensorgewebe erkennt kleinste Druckunterschiede

| Redakteur: Hendrik Härter

Die hochempfindlichen Drucksensoren lassen sich an den Fingern tragen, während sie die Druckverteilung messen.
Die hochempfindlichen Drucksensoren lassen sich an den Fingern tragen, während sie die Druckverteilung messen. (Bild: Someya Laboratory)

Mit Hilfe von Nanofasern haben japanische Wissenschaftler eine dünne und transparente Sensorstruktur entwickelt, mit der sich selbst kleinste Druckunterschiede auf unebenen Oberflächen messen lassen. Damit lassen sich Handschuhe entwickeln, um beispielsweise Brustkrebs zu erkennen.

Metastasen in der Brust rechtzeitig zu erkennen, erhöht die Heilungschancen. Da wäre ein druckempfindlicher Handschuh von Vorteil, mit dem der Arzt die Brust abtasten kann. Allerdings besteht bei herkömmlichen Drucksensoren das Problem, dass sie zwar flexibel für weiche Oberflächen wie der menschlichen Haut sind, allerdings lassen sich Druckänderungen mit ihnen nicht genau messen. Vor allem dann nicht, wenn sie verdrillt oder geknickt sind, wie es beim Einsatz in einem Handschuh der Fall wäre. Hinzu kommt, dass man sie aufgrund von derzeitigen Herstellungsmethoden nicht unter eine Dicke von 100 µm bekommt.

Drucksensor aus Nanofasern

Eine Lösung hat ein internationales Forscherteam um Dr. Sungwon Le und Professor Takao Someya von der Universität von Tokio entwickelt: Sie haben einen Drucksensor aus Nanofasern entwickelt, der die Druckverteilung von unebenen und runden Oberflächen messen kann. Der Sensor misst selbst bei einem Biegeradius von 80 µm. Das entspricht in etwa der doppelten Breite des menschlichen Haares.

Die Wissenschaftler haben für ihre Forschung organische Transistoren verwendet, die elektronischen Schalter bestehen aus Karbon und sauerstoffbasierte organische Materialien. In das elastische Polymer wurden Kohlenstoffnanoröhrchen und Graphen eingebettet. Damit konnten Nanofasern mit einem Durchmesser von 300 bis 700 nm erreicht werden. Diese feinen Nanofasern lassen sich dann verarbeiten, um eine entsprechend dünne und transparente Struktur zu erhalten.

Die Wissenschaftler haben die Eigenschaften ihres Drucksensors an einem künstlichen Blutgefäß getestet und stellten fest, dass sich mit dem Sensor kleinste Druckänderungen und auch Druckverteilungen messen lassen.

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